17
18
名称 主机水温高
主机超速 主机蓄电池电压低
主机启动/停止 主机累计运转时间 齿轮箱滑油温度 齿轮箱滑油压力 齿轮箱工作油压力 齿轮箱正、空、倒车 齿轮箱滑油温度高 齿轮箱滑油压力低 齿轮箱工作压力低 齿轮箱正、空、倒车指
令状态 遥控失电 齿轮箱错向 主机紧急停车 主机转速 主机淡水温度 主机滑油油压 主机滑油油压低 主机水温高 主机超速 主机蓄电池电压低 主机启动/停止 主机累计运转时间 齿轮箱滑油温度 齿轮箱滑油压力 齿轮箱工作油压力 齿轮箱正、空、倒车 齿轮箱滑油温度高 齿轮箱滑油压力低 齿轮箱工作压力低 齿轮箱正、空、倒车指 令状态 遥控失电
齿轮箱错向
计算
主机紧急停车
报警
电站 380V、220V 电压 电站 380V、220V 电流
电站频率 主配电板 380V、220V
绝缘值
RS485/RS422 通讯 或 4~20mA 模拟量 RS485/RS422 通讯 或 4~20mA 模拟量 RS485/RS422 通讯 或 4~20mA 模拟量
1#舱底水位高 2#舱底水位高 1#舵机舱舱底水位高 1#舵机舱舱底水位高
信号类型 无源常开数字量 无源常开数字量 无源常开数字量 无源常开数字量 无源常开数字量
数据来源
3.4 机舱监测系统功能描述
船载机舱监测子系统负责采集和处理船舶主要设备和机舱相关的各类数据，完成对船舶 主要设备的监测预警，并向远程监测系统实时提供全船机舱监测数据。
信号类型 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 S
计算 RS485/RS422 通讯 或 0〜100℃ RS485/RS422 通讯 或 4~20mA 模拟量 RS485/RS422 通讯 或 4~20mA 模拟量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量
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元件安装板
1
安装在机舱值班台内，用于安装机舱监测工控机等设
备
3.3 机舱监测数据采集描述
船舶需要监测的数据包括左右主机、辅机、推进系统、电站等主要设备数据，由机舱监 测子系统采集处理，并通过以太网实时传输给远程监测子系统，传输协议采用 OPC 协议或 MODBUS 协议。
船舶的监测数据中，部分数据来源于船上配备的其它设备，主要包括： 左右推进主机的数据通过 RS485 接口传输给机舱监测系统 PLC 单元，通讯协议由
机舱监测及远程监测系统 技 术 方 案 书
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一、综述
为推动数字航道建设，实现航道维护船艇机务管理的数字化、网络化、自动化和智能化， 实现船岸一体化建设，我们特意设计了船舶机舱监测及远程监测系统，并配置所需的软、硬 件设备。
整个系统由三大部分组成：船载机舱监测及远程监测系统、机务管理中心系统、机务管 理终端系统。本技术方案只针对船载机舱监测及远程监测系统。
主机厂家制定并提供给本系统。 发电机组的数据通过 CANBUS 接口传输给机舱监测系统 PLC 单元，通讯协议采用
J1939 协议，由发电机厂家提供协议明细给本系统。 配电板的电流、电压、频率、绝缘值数据通过 4～20mA 模拟量提供给机舱监测系
统 PLC 单元，配电板报警数据通过无源开关量提供给机舱监测系统 PLC 单元。也 可通过 RS485/RS422 接口传输给机舱监测系统 PLC 单元，如采取 RS485/RS422 接 口须提供通讯协议给本系统。 推进系统相关数据，包括推进齿轮箱数据、艉轴系统数据等由推进系统通过 RS485/RS422 接口传输给机舱监测系统 PLC 单元，也可以通过 4～20mA 模拟量和 无源开关量提供给机舱监测系统 PLC 单元。如采取 RS485/RS422 接口须提供通讯 协议给本系统。 舵机相关数据，包括舵角和相关报警数据，由舵机系统通过 RS485/RS422 接口传 输给机舱监测系统 PLC 单元，也可以通过 4～20mA 模拟量和无源开关量提供给机 舱监测系统 PLC 单元。如采取 RS485/RS422 接口舵机厂家须提供通讯协议给本系 统。
无源常开数字量
无源常开数字量
数据来源
齿轮箱 主机遥控系统
主机 齿轮箱 主机遥控系统
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类别 电站 辅机
舵机 艉轴 其它设备
编号 19 20 1 2 3
4
5
6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 1 2 3
名称
信号类型
本技术协议中描述了船载机舱监测及远程监测系统的主要功能和设备配置，其中部分功 能需要长江航道局机务管理系统中心服务器和管理终端支持。
本系统遵循下列规范及标准：
中国船级社
《钢质内河船舶建造规范》（2009）
中国海事局
《船舶与海上设施法定检验规则》内河船舶法定检验技术规
则
（2011）
长江航道局
系统结构图:
三、机舱监测系统技术性能
3.1 机舱监测系统总体描述
机舱监测系统作为船舶数据提供的来源，必须保证其工作的可靠性和稳定性。考虑到航 道维护船舶的工作特性和人员配备等现实因素，必须保证系统的易操作性和易维护性。基于 上述因素，机舱监测系统应采用机舱数据采集处理和机舱监测数据显示两个单元相互独立的 系统设计，即机舱监测数据采集处理采用 PLC 系统实现，机舱监测数据显示采用工控机加上 机舱监测系统软件实现。
无源常开数字量
无源常开数字量 计算 报警
RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485 通讯 RS485/RS422 通讯 或 0〜100℃ RS485/RS422 通讯 或 4~20mA 模拟量 RS485/RS422 通讯 或 4~20mA 模拟量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量
3.2 机舱监测系统设备组成
部
件
船用工控机
工业液晶显示器
键盘鼠标
工业以太网交换机
UPS
PLC CPU 单元
PLC RS485 开关量模块
CANBUS 协议转换模块
PLC 信号箱 报警灯板 油舱液位计 艉轴油温传感器 吃水传感器 甲板环境温度传感器 机舱环境温度传感器 舱底水报警传感器
《长江干线数字航道机务管理系统总体设计》
本系统适用的环境条件：
-- 环境温度：-20℃～55℃
-- 相对湿度：≤95%，有凝雾
-- 倾斜和摇摆：横倾 +/-22.5°，纵倾 +/-15°，横摇 +/-22.5°
-- 有冲击振动、盐雾、油雾和霉菌
二、系统概述
船载机舱监测及远程监测系统由机舱监测子系统和远程监测子系统组成。机舱监测系统 通过各类传感器、采集设备、数据处理终端对全船的各类设备数据进行采集并处理，实现全 船数据的集中监测和报警。机舱监测系统将采集到的全船数据通过标准的通信协议实时传输 给远程监测系统。为保证船载系统中各子系统的独立工作并实时稳定的获取机舱监测数据， 机舱监测系统采用数据采集传输和数据显示相互独立的系统结构。
机舱监测系统 PLC 单元负责所有机舱监测数据的采集、运算、处理，并将处理好的数据 按照系统要求的传输频率传输给船载状态监测系统。考虑船舶工作环境的复杂性，PLC 系统 须选用适合船用的产品。
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机舱监测系统 PLC 单元采用带备份的电源供电（DC24V/AC220V），当船舶换电和短时间 停电）时均可以保证给 PLC 单元正常供电。PLC 单元原则上平时保持电源开启且正常工作， 只有在船舶长期不运行或船舶修理时期才关闭 PLC 单元。
远程监测系统通过船上配备的专用无线远传网络建立船岸通讯，将船舶的运行数据、设 备数据、报警数据实时远传至机务管理中心服务器，使机务管理人员可以对航道维护船艇进 行实时监测和远程管理，实现船舶的动态监测管理。船载远程监测系统在驾控台上配置专用
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计算机终端并提供用户交互界面，用户交互界面提供全船数据的实时图形化显示、报警数据 管理、船舶航行定位、船舶作业管理等功能。
拟量数据 用于接入舱底水报警、各类舱液位报警等开关量数据 用于接入发电机组数据，将 CANBUS 协议转换为 RS485
协议 安装在机舱内，用于安装 PLC 系统
分别安装在机舱值班室和驾控台 非接触式测量，测量误差≤1cm
测量艉轴油温 船舶舷侧开孔测量，测量误差≤5cm
测量甲板环境温度 测量机舱环境温度 机舱 2 个，舵机舱 2 个
运转时间 舵角
舵机油箱液位低 舵机运行 低油压 油温高
舵机油箱滤器堵塞 舵机失电 舵机过载 舵机断相
舵机控制失电 艉轴转速（左） 艉轴转速（右） 艉轴温度（左）
RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 通讯 RS485/CANBUS 或计算 RS485/RS422 通讯 或 4～20Ma 模拟量 RS485/RS422 通讯或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量 RS485/RS422 通讯 或无源常开数字量